JPH01100325A - エンジンの燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ディーゼルエンジンにおける燃料噴射装置に
関するものである。

（従来の技術） 従来より、ディーゼルエンジンの燃料噴射装置において
、エンジン回転数が上昇するのにしたがって噴射時期を
進角すると共に、高負荷時の出力確保、低負荷時におけ
るノッキングなどの騒音低減、ＮＯｘの排出量を減少さ
せる目的などから、低負荷時には噴射時期を遅角状態と
し、高負荷時に噴射時期を進角して早めるロードタイマ
などの負荷進角手段が設けられている。

（発明が解決しようとする問題点） しかして、上記のように高負荷時に燃料噴射時期を進角
するようにした場合に、エンジン温度が低い状態におけ
る低負荷時には半失火が生じる問題を有する。また、上
記低温時に半失火が生じる領域は、エンジン温度が上昇
した温間時にＮＯｘが発生する領域でもあり、両者の抑
制を図る必要がある。さらに、アイドリング近傍の極低
負荷時にはノッキングなどによる騒音抑制をも行う必要
がある。

そこで本発明は上記事情に鑑み、エンジン温度および負
荷に対応して燃料噴射時期を調整し、半失火、騒音およ
びＮＯＸの発生を抑制するようにしたエンジンの燃料噴
射装置を提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するだめの手段） 上記目的を達成するため本発明の燃料噴射装置は、高負
荷時に燃料噴射時期を早める負荷進角手段と、エンジン
温度に応じて上記負荷進角手段を作動させる設定負荷を
低温時ほど低負荷側に設定する負荷設定手段とを備える
ように構成したものである。

（作用） 上記のようなエンジンの燃料噴射装置では、エンジン温
度が低い時には負荷進角手段による燃料噴射時期の進角
作動を低負荷側から行い、低温低負荷時の進角で半失火
の発生を防止すると共に、極低負荷時には燃料噴射時期
の遅角によりノッキングなどの騒音を低減し、さらにエ
ンジン温度が上昇した時には負荷進角手段による燃料噴
射時期の進角作動を高負荷側とし、高温低負荷時の噴射
時期の進角によりＮＯｘの発生を低減するようにしてい
る。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第１図および第２図に示す燃料噴射装置としての燃料噴
射ポンプにおいて、１はポンプハウジングに装着された
フィードポンプ（展開状態を重複図示している）を示し
、該フィードポンプ１は入力軸３によってエンジン回転
に同期して回転し、燃料供給通路４からの燃料をポンプ
ハウジング２内のポンプ室５に圧送する。上記フィード
ポンプ１の吐出燃料の一部はレギュレータバルブ６を経
て吸入側の燃料供給通路４に戻されるものであって、レ
ギュレータバルブ６のスプリング６ａによってポンプ室
５内の圧力がフィードポンプ回転数（エンジン回転数）
に対応して規定される。

上記入力軸３が回転すると、カップリング７およびカム
８を介してプランジャ９は回転運動と往復運動を行い、
ポンプ室５内の燃料を加圧分配して図示しない燃料噴射
ノズルを通じエンジンの各燃焼室へ噴射するように構成
される。その噴射時期はプランジャ９の往復運動によっ
て決定され、入力軸３とカム８との位相を変更すること
により噴射時期が変更される。

また、１０は上記ポンプ室５の圧力に応じて入力軸３と
カム８の位相を変更し噴射時期の進角特性を調整するス
ピードタイマ機構（展開して図示している）を示し、こ
のスピードタイマ機構１０はタイマピストン１１の一端
にポンプ室５内の燃料圧が導入されることにより、ポン
プ室５内の圧力が上昇すると燃料噴射時期が進角するよ
うに設けられている。

一方、３０は燃料噴射量を調整するガバナ装置で、この
ガバナ装置３０は第２図にも詳示するように、負荷の上
昇に応じて燃料噴射時期を進角する負荷進角手段Ａを構
成するロードタイマ機構３１を有している。すなわち、
１２はポンプハウジング２に軸方向に摺動可能に支持さ
れたガバナシャフトを示し、該ガバナシャフト１２には
駆動ギヤ１３が嵌挿されており、該駆動ギヤ１３は入力
軸３と共に回転するギヤ１４によりエンジン回転と同期
して回転駆動され、複数のフライウェイト１５を備えた
フライウェイトホルダ１６が取り付けられ、さらに、ガ
バナシャフト１２の先端部にはガバナスリーブ１７か嵌
挿され、このガバナスリーブ１７は上記フライウェイト
１５の外方への回動に対してガバナシャフト１２に沿っ
て突出方向へ摺動するものである。

上記ガバナスリーブ１７の先端は、コントロールレバー
１８の角度に応じたガバナスプリング１つの荷重、さら
にはアイドルスプリング２０およびスタートスプリング
２１の荷重がかかっており、結局ガバナスリーブ１７は
フライウェイト１５に発生する遠心力と各スプリング１
９〜２１の荷重との釣合いによって位置が決まる。そし
て、ガバナスリーブ１７の位置に応じてスタートレバー
２２およびテンションレバー２３によるガバナレバー２
５が回転し、プランジャ９の外周に嵌挿されたコントロ
ールスリーブ２４を摺動させる。このコントロールスリ
ーブ２４はプランジャ９に開設されたカットオフポート
９ａを開放する時期を変更してプランジャ９の圧送スト
ロークひいては噴射量が決定される。

ロードタイマ機構３１は上記ガバナシャフト１２の中心
部を貫通して設けられた燃料逃し通路２８と、ガバナス
リーブ１７の中間部に開設された圧力調整用ポート２９
とからなり、燃料逃し通路２８の一躊はガバナシャフト
１２の外周のポート２８ａに開口する一方、他端は前記
燃料供給通路４（低圧側）に連通している。上記ガバナ
スリーブ１７は極低負荷位置（前進位置）において、ガ
バナシャフト１２の燃料逃し通路２８のポート２８ａと
ガバナスリーブ１７の圧力調整用ポート２９とが一致し
て連通し、ポンプ室５内の燃料は燃料逃し通路２８を介
して燃料供給通路４に流出し、このポンプ室５の圧力を
低下する結果、前記スピードタイマ機構１０による進角
特性を遅角させる。

また高負荷位置（後退位置）となると、両ポート２８ａ
、２９の連通を遮断して燃料噴射時期を進角するように
作用するものである。すなわち、上記ロードタイマ機構
３１による負荷進角手段Ａは、高負荷時に燃料噴射時期
を早める進角特性（後述の第３図参照）を有するように
構成されている。

上記の如き燃料噴射ポンプに対し、前記ガバナシャフト
１２をエンジン温度に応じて軸方向に移動させるワック
スアクチュエータ３２による負荷設定手段Ｂが付設され
、この負荷設定手段Ｂは、エンジン温度に応じて上記負
荷進角手段Ａで燃料噴射時期を進角作動させる設定負荷
を低温時ほど低負荷側に設定するように構成されている
。

上記負荷設定手段Ｂにおけるワックスアクチュエータ３
２は、エンジン温度の低温時にはガバナシャフト１２を
前進移動し、エンジン温度の上昇に対してガバナシャフ
ト１２を後退移動させるものであり、負荷変動に対して
燃料逃し通路２８のポート２８ａとガバナスリーブ１７
の圧力調整用ポート２９との連通時期を変更調整するも
のであ・　る。

上記実施例の作動を説明する。まず、エンジン温度が上
昇している温間時には、ワックスアクチュエータ３２に
よってガバナシャフト１２は後退位置にあり、負荷の増
大に伴って後退方向にガバナスリーブ１７が移動するの
に対し、ガバナシャフト１２の燃料逃がし通路２８のポ
ート２８ａとガバナスリーブ１７のポート２９とが連通
している距離が長く、低負荷域から中負荷域にかけて両
ポート２８ａ、２９が連通し、ポンプ室５内の燃料は燃
料逃し通路２８を介して燃料供給通路４に流出し、この
連通状態ではポンプ室５の圧力低下により燃料噴射時期
は遅角状態にある。そして、負荷がさらに上昇して高負
荷域となると、ガバナスリーブ１７の後退移動により前
記両ポート２８ａ、２９は非連通状態となって、燃料逃
し通路２８は閉じてポンプ室５の内圧を高めて燃料噴射
時期を進角するロードタイマ機構３１による負荷進角手
段Ａの機能を得るものである。

一方、占ンジン温度が低い冷間時には、ワックスアクチ
ュエータ３２によってガバナシャフト１２は前進位置に
あり、負荷の増大に伴って後退方向にガバナスリーブ１
７が移動するのに対し、ガバナシャフト１２の燃料逃が
し通路２８のポート２８ａとガバナスリーブ１７のポー
ト２９とが連通している距離が短くなり、アイドリング
近傍の低負荷域においてのみ両ポート２８ａ、２９が連
通して燃料噴射時期は遅角状態にある。そして、負荷が
上昇すると温間時に比べて前記両ポート２８ａ、２９が
非連通状態となる時期が低負荷側に移行しており、前記
ロードタイマ機構３１による燃料噴射時期の進角を低負
荷側から得るものである。

すなわち、負荷の変動に対する燃料噴射時期の進角量は
、第３図に示すように、実線で示す温間時（エンジン回
転数一定）でのロードタイマ機構３１の進角特性Ｉは、
負荷が設定値ａ以下の低負荷域ではポンプ室内圧の上昇
を抑制して噴射時期を一定量に遅角している、負荷が設
定値ａから上昇すると燃料逃し通路２８とポンプ室５と
の連通が徐々に閉じて絞られ、ポンプ室内圧か徐々に上
昇し、噴射時期がこれに応じて進角する。また、ｂ点を
越えた高負荷域では、燃料逃し通路２８が閉じて最大進
角状態となる。

一方、破線で示す低温時（エンジン回転数一定）の進角
特性■は、前記温間時Ｉの設定値ａより低負荷側のａ′
点から燃料逃し通路２８とポンプ室５との連通が徐々に
閉じて絞られ、噴射時期の最大遅角状態から徐々に進角
作動し、ｂ′点で最大進角状態となるものである。上記
ａ′点の位置は、エンジン温度Ｊこ応じて無段階に変化
し、温度が低いほど低負荷側に移行し、早い時期から進
角状態となる。

図示のａ′点が低温時の最大移行状態とすると、このａ
′点より低い負荷域がアイドリング付近の極低負荷域で
騒音低減のための遅角域である。また、ａ′点からａ点
（非移行状態）の間の低温低負荷時が、冷間時の半失火
防止のための進角域および温間時のＮＯｘ発生抑制のた
めの遅角域である。さらに、ａ点以上の高負荷域が出力
確保のための進角域である。

上記実施例によれば、アイドリング近傍の極低負荷時に
は、エンジン温度に関係なく燃料噴射時期を遅角してノ
ッキングなどの発生を防止して騒音の低減を図る。また
、低温時に半失火が生じる低負荷域では、エンジン温度
の低下に応じてロードタイマ機構３１による進角開始時
期を低負荷側として、燃料噴射時期の進角によって半失
火の発生を防止するとともに、この低負荷域では温間時
にはＮＯｘの排出量が増大するので、エンジン温度が高
くなるとロードタイマ機構３１による進角開始時期を高
負荷側として、燃料噴射時期の遅角によってＮＯｘの発
生を抑制するものである。さらに、高負荷域においては
、燃料噴射時期を進角して効率の良い燃焼による高いエ
ンジン出力を得るものである。

なお、上記実施例においては、高負荷時に燃料噴射時期
を早める負荷進角手段Ａを分配型燃料噴射ポンプのロー
ドタイマ機構３１によって得て、このロードタイマ機構
３１の進角時期をエンジン温度に応じて変更する負荷設
定手段Ｂとしてガバナシャフト１２を移動するワックス
アクチュエータ３２によって得るようにしているが、ロ
ードタイマ機構３１におけるポンプ室内圧を低下させる
時期をエンジン温度に応じて変更する機構としてはその
他の機構に設計変更可能であり、また、上記のような機
械的構成のほか、燃料噴射時期を支配する作動量をソレ
ノイドアクチュエータによって操作し、このソレノイド
アクチュエータをエンジン温度および負荷に応じて制御
ユニットからの制御信号によって電気的に制御するよう
に構成してもよい。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、高負荷時に燃料噴射時期
を早める負荷進角手段を作動させる設定負荷を、エンジ
ン温度に応じて低温時ほど負荷設定手段によって低負荷
側に設定するようにしたことにより、前記負荷進角手段
の作動で極低負荷時には燃料噴射時期を遅角して騒音の
発生を低減し、高負荷時には燃料噴射時期を進角してエ
ンジン出力を確保することができると共に、低温時には
燃料噴射時期を低負荷域から進角させて低温低負荷時の
半失火の発生を防止し、一方、エンジン温度が上昇した
時には高負荷域側で燃料噴射時期の進角作動を行って、
高温低負荷時の噴射時期の進角によりＮＯｘの発生を低
減することができるものであり、エンジン温度および負
荷に応じて最適な時期に燃料噴射を行うことができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における燃料噴射ポンプによ
る燃料噴射装置を示す全体構成図、第２図はその要部断
面図、 第３図は燃料噴射時期の進角特性を示す特性図である。 Ａ・・・・・・負荷進角手段、Ｂ・・・・・・負荷設定
手段、１２・・・・・・ガバナシャフト、１７・・・・
・・ガバナスリーブ、２８・・・・・・燃料逃し通路、
２８ａ、２９・・・・・・ポート、３１・・・・・・ロ
ードタイマ機構、３２・・・・・・ワックスアクチュエ
ータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　各気筒の燃焼室に燃料を噴射して着火燃焼を起
   こすエンジンの燃料噴射装置において、 高負荷時に燃料噴射時期を早める負荷進角手段と、エン
   ジン温度に応じて上記負荷進角手段を作動させる設定負
   荷を低温時ほど低負荷側に設定する負荷設定手段とを備
   えたことを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。